ブレーンワールド宇宙の創成と進化

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14740155
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 白水 徹也 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10282716)
• キーワード: 初期宇宙 / 高次元時空 / ブレーン / ブラックホール

研究概要

今年度は、ブレーンによって宇宙創成を探る第一段階として、より現実的なブレーンワールドモデルの構築とその基礎研究を行ってきた。具体的にはDブレーン上の重力理論の導出を行い、その宇宙論的な洞察を行った。まず、より現実的な設定として、高次元時空中でRR、NS-NSバルク場、スカラー場を考慮、ブレーンの作用としてDブレーンの有効作用であるBorn-Infeld作用を用いた。その結果、超対称性がある場合には、ブレーンに局在しているゲージ場がブレーン上の重力と最低次で結合していないことがわかった。一方、超対称性が破れている場合は、結合していることがわかったが、このときブレーン上で正味の宇宙項が誘導されることを発見した。すなわち、通常の重力理論が再現されることと宇宙項の存在に深い関係があることがわかったのである。宇宙項の存在は宇宙のさまざまな観測からかなり高い精度で確からしく、本研究で得た結果は極めて重要である。
また加速器でのブラックホール生成を念頭に置き、高次元ブラックホール時空、特に、その漸近構造の解析に力点をおいて研究を行った。その結果、4次元とはまったくことなり、無限遠方での境界条件が一意的でないことを一般的に証明することに成功した。この意味は、高次元ブラックホールに関する実験的洞察をする際に極めて重要となってくる。

研究成果

• [文献書誌] T.Uesugi, T.Shiromizu, T.Torii, K.Takahashi: "D-BRANEWORLD COSMOLOGY II : HIGHER ORDER CORRECTIONS"Physical Review D. 69. 043511(6) (2004)
• [文献書誌] T.Shiromizu, D.Ida, S.Tomizawa: "KINEMATICAL BOUND IN ASYMPTOTICALLY TRANSLATIONALLY INVRIANT SPACE-TIMES"Physical Review D. 69. 027503(4) (2004)
• [文献書誌] T.Shiromizu, K.Koyama, T.Torii: "COSMOLOGICAL CONSTANT AND GRAVITATIONAL THEORY ON D-BRANE"Physical Review D. 68. 103513(6) (2003)
• [文献書誌] T.Shiromizu, K.Koyama, S.Onda, T.Torii: "CAN WE LIVE ON A D-BRANE? EFFECTIVE THEORY ON A SELFGRAVITATING D-BRANE."Physical Review D. 68. 063506(11) (2003)
• [文献書誌] M.Sami, N.Dandhich, T.Shiromizu: "STEEP INFLATION FOLLOWED BY BORN-INFELD REHEATING"Physical Letter B. 568. 118-126 (2003)
• [文献書誌] T.Shiromizu, T.Torii, T.Uesugi: "D BRANE-WORLD COSMOLOGY"Physical Review D67:123517,2003. 67. 123517(6) (2003)